摘要
近些年，delta机器人越来越得到大多数人的关注，并逐渐开始在工业上得到成熟的应用。与串联机器人相比，并联机器人有很大优势。其中之一就是可以把电机固定在基座上，这样就可以减轻机器机构上的重量。当需要直接驱动时，把电机固定在基座上是一个必要的田间。因此，并联机器人非常适合直接驱动的情况。并联机器人的另一个优点就是他的刚度很高，这些特征可以得到更多的精准度和更快的操作。Delta机器人是其中非常重要的一种。
在本书中，介绍了并联机器人的产生特点及应用。计算了机器人的自由度，位置正反解，并分析了它的空间奇异形位。还通过分析比较几种控制器和方案，选择其中最适合的方案。并设计了delta机器人的控制电路，并详细介绍它的控制器功能。
关键词：并联机构位置反解步进电机结构设计
燕山大学本科生毕业设计（论文）
Abstract
In recent years ,increased interest in parallel robots has been observed..Parallel robots possess a number of advantages when compored to serial arms, The most importantone is certainly the possibility to keep the motors fixed into the base ,thus allowing a large reduction of the robot structure’s active mobile mass.keeping the motors on the robot base is a requairment when direct-drive is used ,thus ,parallel robots are well suited to direct-drive actuation.Another advantage of parallel robots is their high rigiditg.these features allow more precise and much faster mani pulations. The delta parallel robot is very famous among them.
In this paper,the historyapplication character of the parallel robots are introduced .And I compted the degree of free of the parallel robot,analysis the singular position. The position solution and position inverse solution too. At last, there are several methords of controlling. And I choice one of then which is better suited to this robot. This method will be introduced latter.
Key word:parallel delta, position inverse solution , singular position
目录
摘要....................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)
1.1国内外串、并联机器人的研究现状 (1)
1.2针对DELTA机器人的研究成果 (4)
1.3 DELTA机器人的发展趋势 (5)
1.4论文主要完成的工作 (7)
第2章 delta机器人的结构设计 (8)
2.1 DELTA机器人的总体结构设计 (8)
2.2上顶板 (8)
2.3上臂 (9)
2.4L形板的设计 (10)
2.5下底板支撑架的设计 (11)
2.6机械手的确定 (11)
2.7电机的选取 (13)
2.8减速器的选择与计算计算 (14)
2.9轴承的计算 (15)
2.10本章小结 (16)
第3章电气控制系统设计 (17)
3.1概述 (17)
3.2 DELTA机器人控制系统模型 (17)
3.3运动控制方法的选取 (17)
3.3.1 传统的控制方法 (17)
3.3.2 基于运动控制器的机器人控制系统 (18)
3.4 DELTA机器人控制系统的硬件组成 (18)
3.4.1 通用Galil DMC一2182多轴运动控制器 (18)
3.4.2 功率放大器 (19)
3.4.3 增量式编码器 (20)
燕山大学本科生毕业设计（论文）
3.5运动控制器和运动控制卡的区别 (20)
3.6本章小结 (20)
结论 (22)
参考文献 (23)
致谢 (25)
附录1 (26)
附录2 (32)
附录3 (38)
第1章绪论
第1章绪论
1.1国内外串、并联机器人的研究现状
现在国际上对工业机器人的应用比较成熟，尤其是在辐射污染大，复杂难以施工和巨大沉重的工件难以使用人力的环境，往往机器人成为最好的选择。现在列举几个在国内流行的几种机器人类型：
1、串联机器人
串联机器人是目前最常见的工业机器人。他们往往有一个拟人化的机械手臂结构，即刚性连接的串行链，由（主要是旋转）接头连接，形成一个“肩”，“肘”，“手腕”。
他们的主要优势是他们尊重自己的音量和占用地面空间大的工作空间。
其主要缺点是：
一个开放的运动结构所固有的低刚度
链接的错误的积累和放大
携带和移动的执行器的重量过大
他们可以操纵的有效载荷相对较低
它需要至少六自由度机器人的工作空间中任意位置和方向放置在对操纵的对象。因此，许多串行机器人有6个关节。然而，在当今业界最流行的串行机器人的应用是挑选和地方组装。由于这仅需要4个自由度，建立所谓的特殊装配机器人的SCARA型。
图1-1：SCAR型串联机器人
燕山大学本科生毕业设计（论文）
2、并联机器人
并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、
精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，与目前广泛
应用的串联机器人在应用上构成互补关系，因而扩大了整个机器人的应用领
域。并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器；
工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。近年来还研究将它
用作虚拟6轴加工中心，以及毫米级的微型机器人等，可以预见这类机器人
在21世纪将有广阔的发展前景。它的复杂的机构学问题属于空间多自由度
多环并联机构学理论这一新分支，这项理论是随着并联机器人研究而发展起
来的，他不仅直接针对并联机器人，对于随机器人高技术发展起来的多机器
人协调、多足步行机、多指多关节高灵活手爪等构成的并联多环机构学问题，
都具有十分重要的指导意义。
并联机器人所具有的优点：
（1）与串联机构相比刚度大，结构稳定；
（2）承载能力大;
（3）微动精度高;
（4）运动负荷小;
（5）在位置求解上，串联机构正解容易，但反解十分困难，而并联机构正解困难反解却非常容易。由于机器人在线实时计算是要计算反解的，这对串联式十分不利，而并联式却容易实现。并联机器人的典型类型stewart 型机器人。
图1-2 并联机器人
国内外学术界和工程界对研究和开发并联机床都非常重视。1994年在
第1章绪论
芝加哥国际机床博览会(IMTS’94)上首次展出了称为“六足虫”(Hexapod)和“变异型”(VARIAX)的数控机床与加工中心并引起了轰动[。此后，各主要工业国家都投入了大量的人力和物力进行并联机床的研究与开发。如美国IngersollMilling公司、Giddings&Lewis公司和Hexal 公司，英国GeodeticTechnology公司，俄罗斯Lapik 公司，德国Mikromat公司、亚琛工业大学、汉诺威大学、斯图加特大学,挪威Multicraft 公司，瑞士ETZH 和IFW 研究所，瑞典Neos机器人公司，意大利Comau 机床公司，丹麦Braun 公司，日本丰田公司、日立公司、三菱公司、韩国SENATECHNOLOGIES 公司等单位相继研制出不同结构形式的数控机床、激光加工和水射流机床、坐标测量机等基于并联机构的制造设备。并联机床所涉及的基本理论问题同样引起了许多研究单位的重视, 由美国国家科学基金会动议，1998 年在意大利召开了第一届国际并联运动学机器专题研讨会，2000年在美国召开了第二届国际并联运动学机器专题研讨会。
我国已在国家“九五”科技攻关计划和“863”高技术发展计划中对并联机床的研究与开发予以支持。中国科学院沈阳自动化研究所、清华大学、天津大学、哈尔滨工业大学、东北大学、河北工业大学等单位的研究人员也在积极从事并联机床领域的研究工作，并与相关企业合作研制了数台结构形式各异的样机.基于并联机器人的多坐标数控机床研究已成为机器人研究领域以及机床制造领域的研究热点。目前，国内外所推出的各种并联机床大多数都是单纯利用并联机构(尤其是其中的Stewart平台机构)来构造机床(也有一些在并联机构的动平台上再串接一、两个转动关节以增加工具的姿态空间)。根据其相应的并联机构所具有的自由度主要有6自由度(6条腿)以及3 自由度(3条腿)两类；按照各分支链的驱动方式可分为两种形式：一种形式为各分支链（定长杆）的一端通过滑块（或丝杠螺母副）沿固定平台导轨移动（简称“腿滑动”）来改变动平台的位置及姿态；另一种形式为通过各分支链杆长的伸缩（简称“腿伸缩”）来改变动平台的位置及姿态。
Delta机器人是并联机器人中的一种优秀代表。可以成功的在狭小的工作空间进行高速抓取物体，以此做为本次课设的样机。
燕山大学本科生毕业设计（论文）
1.2针对delta机器人的研究成果
对于delta机器人机构控制器参数整定的方法，天津大学的王有启，黄田教授，针对delta并联机构，考虑随位姿实时变化的惯性负栽对伺服控制系统的影响，提出了一类三自由度高速并联机器人控制器参数整定新方法。首先借助于矢量法导出delta机构的逆运动学和逆动力学模型，消元法建立其正解模型。在此基础上，建立机电耦合控制模型，直接以机器人末端执行器在整个工作空间运动轨迹的均方根值误差作为综合性能优化目标，在无穷多PID参数非线性组合中离线整定出一组最优值，并通过进行前馈补偿，进一步提高系统精度。
天津大学张利敏，梅江平，赵学满研究广泛用于髙速抓放操作的delta 机械手动力尺度综合方法。在建立系统运动学和刚体动力学模型的基础上，利用奇异值分解原理，提出一种基于单轴最大驱动力矩全域最大值最小的动力学性能评价指标。该指标可表示为系统尺度和惯性参数及位形的显函数形式，可直接用于观察奇异位形的出现条件。在考虑工作空间/机构尺度比、速度、精度和刚度等尺度和映射特性约束基础上，利用工程实例研究映射特性约束对尺度参数和动力学性能评价指标的影响规律，并据此综合出一组在满足上述约束条件下使得系统动力学性能最优的尺度参数。
认真分析市场中的delta机器人，我们不难发现delta机器人为满足在狭小的工作空间高速运转的工作环境，在设计有以下几个特点（1）材料选取注重经济实惠，但更要注意材质质量轻巧。
（2）工作手臂结构较灵活的，减少重量均在考虑范围之内。
（3）电机安放位置较为固定，也是为了减少电机本身的重量产生较大惯性力。
（4）在电机的选取时，在满足工作载荷的前提下，要考虑市面上质量最轻的那种，以适应要求。
这是因为在狭小的环境下高速工作，在较短时间内停止会产生较大的惯性力。我们知道在速度一定时，若质量越大，产生的惯性力就越大，而过大的惯性力是delta机器人的机械结构无法承受的。所以在设计中一定要考虑质量的减轻。
第1章绪论
其他就是要注意和生产实际相结合，设计中注意后期维护的简单，方便工作者对机器人的保养。
1.3 delta机器人的发展趋势
来自中科院沈阳自动化所专家课题组的预测表明，到2011年，我国机器人市场保有量将增至48 600台，年销售额约9O多亿元。根据发达国家产业发展与升级的历程和工业机器人产业化发展趋势预测，到2015年，我国机器人市场容量将达十几万台套。这无疑是我国对工业机器人进行研究开发的良好时机，特别是在某些例如本课题所面向的还没有工业机器人涉及却拥有极高应用价值的生产领域中使用的工业机器人，更值得我们关注和思考。
而日本、美国、德国等发达国家的工业机器人技术相对于我国有较大领先，这些国家在工业机器人的发展趋势上主要体现在以下几个方面：①性能不断提高，单机价格不断下降；②机械结构向模块化、可重构化发展；③控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；④发展虚拟现实技术。这也为我国制定工业机器人发展战略和具体研制某类的机器人起到一定的启示作用。
日本工业机器人的装备量约占世界工业机器人装备量的60%，日本在发展工业机器人技术上，将主要精力集中于以下几个领域：①视觉传感器；②力传感器；③控制功能，其中包括机器人臂的柔软控制功能、多机器人协调控制功能、冲突检测功能；④离线编程系统；⑤实时监视控制系统。[16]从中可以看出，日本在发展工业机器人时也重视其智能型和易操作性的提高，向着工业机器人自主进行生产活动的目标发展，尽量减少使用过程中有人来干预的成分。
联机器人虽然经过了几十年的研究，在理论上比较成熟，但是很大程度上是在大学的实验室，真正投入到生产实践中的并联机器人甚少。近年来，先进制造技术的发展对并联机器人的研究和发展起着积极的促进作用。随着先进制造技术的发展，工业机器人已从当初的柔性上下料装置，正在成为高度柔性、高效率和可重组的装配、制造和加
并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、
燕山大学本科生毕业设计（论文）
精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系，因而扩大了整个机器人的应用领域。并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器；工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。近年来还研究将它用作虚拟6轴加工中心，以及毫米级的微型机器人等，可以预见这类机器人在21世纪将有广阔的发展前景。
Delta并联机器人最早是在1985年由R.clavel提出的，因其基座平台和运动平台都呈三角形形状而得名。Delta机器人作为并联机构的一种，具有上述的诸多优点和各种可能的应用，是目前商业应用最成功的机器人之一。
当初，比如，当在运动平台上装上适当的末端执行器后，特别适用于电子元器件的快速装配插接。在轻工业中的包装，pick-and-place操作，医学手术等也有较多应用。
在国外Delta机器人已经成功的应用在大范围的领域中，而且取得了不错的业绩。例如，在瑞士，巧克力生产商chocolat Frey，采用由Bosch的包装技术公司Sigpick Systems AG提供的新的生产线，这条生产线上，八个Delta机器人将巧克力放到泡沫盒里，再把泡沫盒放到纸箱里，减少了chocolat Frey公司的工作量，最主要的是整个操作系统简便易行，只需简单的修改一下操作系统就可以适应新的包装规格，这种简易性使得该公司可以快速而从容的应对市场的新需求。
不久前，位居全球500强之列的电力和自动化技术领导厂商ABB公司，高调宣布其进行机器人的投资建设，并列出了投资的10大理由，这十大理由包括降低运营成本、提升产品质量和一致性、改善员工工作条件、扩大产量、增强制造柔性、减少原料浪费、提高良品率等。
中国处在改革开放的关键时期，各行各业正是在高速发展的黄金阶段，高新技术产业更是朝气蓬勃。市场的快速发展带来了绝佳的研究机遇，因此，我以为在我国全面建设小康社会、大力发展现代化工业同时，机器人是个不可避免的话题。在我国进入老龄化社会，劳动力逐渐短缺之际，传统工业中大量危险和重复性高的工作必将由越来越多的机器人来代替。但相对外国的
零件的设计与选型 1 定平台的设计 定平台又称基座，在结构中属于固定的，具体的参数见图一，厚度20cm。定 平台的等效圆半径为210mm。材料选用铸铁，铸造加工，开口处磨削加工保证精度。最后进行打孔的工艺。 图一定平台设计图
具体参数为长* 厚* 宽：880mm*10mm*20mm。孔的参数为φ10*10mm。材料用铝合金，设计为杆式，质量小，经济，同时也满足载荷条件。 图二驱动杆的设计图 3 从动杆的设计 具体参数为长* 宽* 高：620*20*10mm。孔参数为φ10*10mm。材料选用铝合金。 图三从动杆的设计图
参数如下图，考虑到重量因素，采用铝合金，切削加工。动平台的等效圆半径为50mm，分布角为21.5°。 图四动平台的设计图 5 链接销的设计 45号钢，为主动杆和定平台的连接销：φ9*66mm。
6 球铰链的选型 目前，大多数的Delta机构的主动杆与从动杆的链接方式为球铰链的链接。球型连接铰链是用于自动控制中的执行器与调节机构的连接附件。它采用了球型轴承结构具有控制灵活、准确、扭转角度大的优点，由于该铰链安装、调整方便、安全可靠。所以，它广泛地应用在电力、石油化工、冶金、矿山、轻纺等工业的自动控制系统中。球铰链由于选用了球型轴承结构，能灵活的承受来自各异面的压力。本文选用球铰链设计，是主要因为球铰链的可控性，以及结构简单，易于装配。且有很好的可维护性。 本文选用了伯纳德的SD 系列球铰链，相对运动角为60°。 7 垫圈的选型 此处我们选用标准件。GB/T 97.1 10‐140HV ，10.5*1.6mm。 8 电机的选型 本设计的Delta 机器人，主要面向工业中轻载的场合，比如封装饼干等。因此，以下做电动机的选型处理。 由于需要对角度的精确控制，因此决定选用伺服电机。交流伺服电机有以下特点：启动转矩大，运行范围广，无自转现象，正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立
一、Delta并联机器人 1. Delta并联机器人概述 Delta机器人属于高速、轻载的并联机器人，一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定抓具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体的运输，加工等操作。Delta机器人主要应用于食品、药品和电子产品等加工、装配。Delta机器人以其重量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，正在市场上被广泛应用。 2. Delta并联机器人特点 Delta机器人是典型的空间三自由度并联机构，整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台，这些特点使它具有如下特性： 承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能好。 并行三自由度机械臂结构，重复定位精度高。 超高速拾取物品，一秒钟多个节拍。 3. Delta并联机器人应用系统 Delta并联机器人应用系统主要由三个部分组成：机器人、输送线及机器人安装框架。其布局如下图1。 3.1 组成 机器人由基板、电机罩、旋转轴、主机械臂、副机械臂、抓具中心等组成，如下图2所示。 图1 Delta机器人整体布局图2 Delta机器组成图3 Delta机器人输送装置3.2 输送线 机器人配套输送线采用电机输送带方式，输送线如图3所示。通过机器人视觉系统定位与输送线编码器反馈位置的方式，实现机器人对目标工件的位置、姿态识别和准确抓取。根据节拍与现场需要，可并行多条输送线同时操作。
3.3 机器人安装框架 机器人安装框架用来固定机器人机构，其结构及安装方式根据现场应用进行定制。 4. Delta并联机器人工作空间 Delta机器人的工作空间由主机械臂及副机械臂的长度、动平台与静平台半径，以及主动臂活动角度范围这几个参数来确定。以负载为一公斤的delta机器人工作空间为例，如下图所示。 5. Delta并联机器人运动轨迹 Delta机器人基本的运动轨迹如下图，由S1、S2、S3构成门字形的三部分轨迹组成，分别为拾取、平移、放置三个阶段。 Delta机器人进行抓取目标工件时主要以走门字形运动轨迹，也可根据不同的应用要求，规划不同的运动轨迹。 6. Delta并联机器人产品用途 各类食品包装生产线；药品分拣、收集；电子行业：电路板焊接；轻质产品的包装及加工装配。
毕业实习报告 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：机自XXX班 学号：1108030454 学生姓名：XXXXXX 指导教师：XXXXXX 2015年5月25日
目录 一、实习目的及意义 (1) 二、实习时间和地点 (1) 三、实习内容 (1) 3.1 Delta型并联机器人简介 (1) 3.2 并联机器人公司及产品 (2) 3.3 Delta型并联机器人工作原理 (8) 3.4 Delta型并联机器人组成 (9) 3.4.1硬件结构 (9) 3.4.2驱动控制系统 (10) 3.4.3视觉识别系统 (11) 3.4.4软件控制系统 (12) 四、实习体会与总结 (13)
一、实习目的及意义 本次实习在毕业设计过程中进行，目的是为了更加进一步的了解Delta型并联机器人，以便对本次设计有更多的了解，帮助解决设计遇到的一些方案、结构设计上的一些问题。本次实习的意义是对并联机构有了足够的认识，了解到了当前Delta型并联机器人技术的发展状况，机器人的应用领域及其给工业上带来的益处。通过这些了解使我对机器人技术更加痴迷，愿意研究该型机器人的一些相关技术使该技术更加成熟能够更广泛应用于生产实践当中。 二、实习时间和地点 因为本次实习条件的限制，本地区内无Delta型并联机器人实物可供实习，故本次实习的地点可选择为网上调研的形式，一方面通过大量查阅相关机器人公司的产品简介和说明书了解机器人的研究状况；另外，通过观看Delta型并联机器人的工作视频，深入了解其工作原理。最终选择了以下十家公司的产品进行了解。 本次实习时间不限定，具体的时间从3月初至四月月底。实习进度随设计进度而定。
摘要 近些年，delta机器人越来越得到大多数人的关注，并逐渐开始在工业上得到成熟的应用。与串联机器人相比，并联机器人有很大优势。其中之一就是可以把电机固定在基座上，这样就可以减轻机器机构上的重量。当需要直接驱动时，把电机固定在基座上是一个必要的田间。因此，并联机器人非常适合直接驱动的情况。并联机器人的另一个优点就是他的刚度很高，这些特征可以得到更多的精准度和更快的操作。Delta机器人是其中非常重要的一种。 在本书中，介绍了并联机器人的产生特点及应用。计算了机器人的自由度，位置正反解，并分析了它的空间奇异形位。还通过分析比较几种控制器和方案，选择其中最适合的方案。并设计了delta机器人的控制电路，并详细介绍它的控制器功能。 关键词：并联机构位置反解步进电机结构设计
燕山大学本科生毕业设计（论文） Abstract In recent years ,increased interest in parallel robots has been observed..Parallel robots possess a number of advantages when compored to serial arms, The most importantone is certainly the possibility to keep the motors fixed into the base ,thus allowing a large reduction of the robot structure’s active mobile mass.keeping the motors on the robot base is a requairment when direct-drive is used ,thus ,parallel robots are well suited to direct-drive actuation.Another advantage of parallel robots is their high rigiditg.these features allow more precise and much faster mani pulations. The delta parallel robot is very famous among them. In this paper,the historyapplication character of the parallel robots are introduced .And I compted the degree of free of the parallel robot,analysis the singular position. The position solution and position inverse solution too. At last, there are several methords of controlling. And I choice one of then which is better suited to this robot. This method will be introduced latter. Key word:parallel delta, position inverse solution , singular position
第三章Delta并联机器人的插补研究 （一）引言 数控系统从一条已知起点和终点的曲线上自动进行“数据点密化”的工作，将连续的轨迹细化为微小的直线段，这就是插补。根据加工程序中有限的坐标点，运用相应的算法，在已知的坐标点之间产生一系列的坐标点数据，再将数据点转化为相应的脉冲，从而在加工时对各坐标轴进行脉冲分配，使机床加工出符合要求的轮廓曲线。 （二）插补原理分析 目前普遍应用的插补算法可分为两大类：基准脉冲插补和数据采样插补。 基准脉冲插补又称脉冲增量插补或行程标量插补。该插补算法的特点是每进行一次插补运算就会产生一个坐标增量，最后再以脉冲数的方式输出给驱动电机。基准脉冲插补在插补计算过程中不断向各个驱动轴发送进给脉冲，从而实现预定轨迹的插补。基准脉冲插补方法有：逐点比较法、数字积分法、比较积分法、矢量判断法、最小偏差法、数字脉冲乘法器法等[5]。由于只有加法和移位，因此基准脉冲插补的实现相对比较简单。 数据采样插补又称为时间标量插补或数字增量插补。该插补算法的特点是数控装置产生的不是单个脉冲，而是标准的二进制数字。其采用的是时间分割的方法，根据程序的进给速度，将轮廓曲线分割为采样周期性的进给步长，即用弦线或割线逼近轮廓轨迹。通常有以下几种方法：直线函数法、扩展数字积分法、二阶递归扩展数字积分插补法、双数字积分插补法[5]。 逐点比较法的原理是：计算机在加工轨迹过程中，采用逐点计算进给步长和判别加工偏差以控制坐标进给方向，从而按规定的轨迹加工出合格的零件。这种插补方法的特点在于机床每走一步都要进行四个步骤，即： 第一步，偏差判别：判别加工点对轨迹的偏差位置，然后下一步进给的方向； 第二步，进给：控制工作台进给一步，加工的轨迹向规定的轨迹靠拢，缩小偏差； 第三步，偏差计算：计算下一个加工点相对轨迹的偏差，为一下步的方向判别做准备； 第四步，终点判断：判断是否到达程序规定的加工终点。如到达终点，则停止插补，否则再回到第一步。如此不断的重复，就能加工出的轮廓。
本科毕业设计（论文） Delta并联机器人系统总体设计 燕山大学 2012年 6月
本科毕业设计（论文）Delta并联机器人系统总体设 计 学院（系）：里仁学院 专业： 08 机电3班 学生姓名 学 指导教师： 答辩日期： 2012年6月
燕山大学毕业设计(论文)任务书
摘要 摘要 近些年，delta机器人越来越得到大多数人的关注，并逐渐开始在工业上得到成熟的应用。与串联机器人相比，并联机器人有很大优势。其中之一就是可以把电机固定在基座上，这样就可以减轻机器机构上的重量。当需要直接驱动时，把电机固定在基座上是一个必要的田间。因此，并联机器人非常适合直接驱动的情况。并联机器人的另一个优点就是他的刚度很高，这些特征可以得到更多的精准度和更快的操作。Delta机器人是其中非常重要的一种。 在本书中，介绍了并联机器人的产生特点及应用。计算了机器人的自由度，位置正反解，并分析了它的空间奇异形位。还通过分析比较几种控制器和方案，选择其中最适合的方案。并设计了delta机器人的控制电路，并详细介绍它的控制器功能。 关键词：并联机构位置反解步进电机结构设计
燕山大学本科生毕业设计（论文） Abstract In recent years ,increased interest in parallel robots has been observed..Parallel robots possess a number of advantages when compored to serial arms, The most importantone is certainly the possibility to keep the motors fixed into the base ,thus allowing a large reduction of the robot structure’s active mobile mass.keeping the motors on the robot base is a requairment when direct-drive is used ,thus ,parallel robots are well suited to direct-drive actuation.Another advantage of parallel robots is their high rigiditg.these features allow more precise and much faster mani pulations. The delta parallel robot is very famous among them. In this paper,the historyapplication character of the parallel robots are introduced .And I compted the degree of free of the parallel robot,analysis the singular position. The position solution and position inverse solution too. At last, there are several methords of controlling. And I choice one of then which is better suited to this robot. This method will be introduced latter. Key word:parallel delta, position inverse solution , singular position
新松Delta机器人 潍坊大世自动化装备有限公司是新松机器人股份有限公司机器人产品在华北地区的售后服务代理商。 一、Delta机器人概述 Delta机器人属于高速、轻载的并联机器人，一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定抓具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体的运输，加工等操作。Delta机器人主要应用于食品、药品和电子产品等加工、装配。Delta机器人以其重量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，正在市场上被广泛应用。 二 Delta机器人特点 Delta机器人是典型的空间三自由度并联机构，整体结构精密、紧凑，驱动部分均布于固定平台，这些特点使它具有如下特性： 承载能力强、刚度大、自重负荷比小、动态性能好。 并行三自由度机械臂结构，重复定位精度高。 超高速拾取物品，一秒钟多个节拍。 三 Delta机器人应用系统 Delta机器人应用系统主要由三个部分组成：机器人、输送线及机器人安装框架。其布局如下图。 1 机器人 机器人由基板、电机罩、旋转轴、主机械臂、副机械臂、抓具中心等组成，如下图所示。
2 输送线 机器人配套输送线采用电机输送带方式，通过机器人视觉系统定位与输送线编码器反馈位置的方式，实现机器人对目标工件的位置、姿态识别和准确抓取。根据节拍与现场需要，可并行多条输送线同时操作。
3 机器人安装框架 机器人安装框架用来固定机器人机构，其结构及安装方式根据现场应用进行定制。 四机器人工作空间 Delta机器人的工作空间由主机械臂及副机械臂的长度、动平台与静平台半径，以及主动臂活动角度范围这几个参数来确定。以负载为一公斤的delta机器人工作空间为例，如下图所示。